On m'a demandé de réaliser rapidement un chargeur pour packs NiMH. Le chargeur doit être rapide mais ne peut pas endommager les éléments.

On trouve des accus acide-plomb de 12V 7Ah qui sont utilisés dans les alimentations de secours et les systèmes d'alarme. Ce sont des accus qui sont destinés à rester continuellement en charge (float charge) et ne sont que peu sollicités.

Mais il existe également des packs NiMH de 12V 7Ah. Ces packs peuvent être déchargés totalement et tiennent le coup plus longtemps que les accus au plomb, surtout si les accus sont régulièrement déchargés. Les accus NiMH peuvent être chargés avec un fort courant, mais n'aiment pas la surcharge. Il vaut même mieux les charger avec un fort courant qu'avec un courant faible.

Le chargeur a été construit avec les composants que j'avais sous la main. Pas d'alimentation à commutation, mais des composants divers de récupération.

La batterie est rechargée chaque fois qu'elle a débité, mais il n'est pas possible de savoir son état de décharge.

Nous commençons avec un transfo de 18V 1A (le transfo pouvant fournir plus qu'un ampère quand je l'ai mesuré). Il y a un redresseur avec des diodes de puissance pour la charge des accus et un redresseur avec une filtration pour l'électronique. La tension redressée et filtrée est de 25V au maximum (c'est important car l'ampli op est conçu pour fonctionner sous 30V au maximum).

Les accus NiMH sont difficiles à charger rapidement et sûrement, surtout les packs de 10 éléments. Quand l'accu est chargé, l'énergie est transformée en chaleur, ce qui fait augmenter la température des éléments. L'augmentation de la température réduit la résistance interne des éléments et de ce fait la tension en charge diminue très légèrement. Mais comme l'accu est branché avec des contacts qui ne sont pas toujours francs, il n'est pas possible de détecter ainsi la fin de la charge de façon fiable. 10 éléments qui sont chargés en série ne manifestent pas un pic de tension bien défini, ce qui rend la méthode pour détecter la fin de la charge peu précise, même si les élémenst sont soudés.

Pour déterminer que les accus sont chargés, je mesure l'augmentation de la température. Le schéma est très précis et permet de détecter une augmentation de la température de moins de 5°. Pour permettre un fonctionnement dans toutes les circonstances (quelle que soit la température externe) j'utilise deux résistances NTC. La résistance diminue quand la température monte, et le changement est plus prononcé qu'avec des Pt100. Le changement de résistance n'est pas linéaire, mais cela n'est pas important: ce qui compte, c'est la détection du changement de température.

La valeur des NTCs est comparée (ce ne sont pas des éléments identiques, c'est pour cela que la seconde résistance a une valeur différente). Un changement de température de quelques degrés produit une différence de tension de 10mV, assez pour faire basculer l'ampli op.

Nous réglons le circuit une fois pour que la led rouge ne soit juste pas allumée. Le circuit est maintenant prêt et peut fonctionner à toutes les températures. Le condensateur de 100µF à l'entrée de l'ampli op fait que le circuit ne commence pas automatiquement la charge.

Le transistor mosfet entre alors en conduction, ainsi que le transistor de sortie. Le courant de charge est juste supérieur à 1A. Remarquez qu'il n'y a pas de condensateur de filtrage sur l'alimentation du circuit de charge: un tel condensateur n'a pas beaucoup de sens.

Quand l'accu est chargé, la température des éléments monte. Une petite montée en température est détectée et fait basculer l'ampli op. La led rouge s'allume et le thyristor entre en conduction. Le mosfet et le transistor de sortie ne conduisent plus. La charge est limitée à un faible courant. L'accu peut normalement être chargé en permanence avec un courant de 0.05C, ici le courant est limité à 0.02C.

Quand la température diminue, l'ampli bascule à nouveau, mais le thyristor reste en conduction: le circuit reste en charge d'entretien.

La résistance NTC a un long fil soudé pour pouvoir être placée entre les éléments pour une mesure plus correcte de la température. Les fils sont soudés pour éviter les erreurs de mesure. La résistance NTC de référence est montée en dehors du boitier pour ne pas recevoir la chaleur du transfo.

Si tu construis un chargeur identique: utilise des NTC de résistance élevée (1kΩ comme valeur moyenne). Les résistances sur la ligne positive doivent avoir une valeur au maximum 10× plus élevée. La valeur des composants n'est pas critique. Si le courant en charge HIGH est trop élevé, il est possible de placer une résistance d'émetteur de quelques ohms au transistor BD202.

La tension redressée et filtrée pour l'électronique doit avoir environ 25V au repos (sans accu) pour descendre à environ 15V en charge HIGH. Vous pouvez remplacer les deux condensateurs de 470µF par un seul de 1000µF (40V).

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